TDD LTE信令流程与分析

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.文档密级：内部公开47pt30pt反白:FrutigerNextLTMedium:Arial47pt黑体28pt反白细黑体2015/2/10TDDLTE信令流程与分析HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt目录基本概念介绍开机入网流程介绍分析12切换流程介绍分析3HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt网元间控制面整体协议栈没有RNC，空中接口的控制平面（RRC）功能由eNB进行管理和控制控制面协议栈SCTPL2L1IPL2L1IPSCTPS1-MMEeNodeBMMES1-APS1-APNASMACL1RLCPDCPUERRCMACL1RLCPDCPRRCLTE-UuNASRelay用户面和控制面协议栈均包含PHY,MAC,RLC和PDCP层，控制面向上还包含RRC层和NAS层没有了RNC，空中接口的用户平面（MAC/RLC）功能由eNB进行管理和控制用户面协议栈控制面用户面HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt用户面协议内部的关系层2协议架构（DL）层2协议架构（UL）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptUu口控制面协议栈控制平面RRC协议数据的加解密和完整性保护功能，在LTE中交由PDCP层完成RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理、UE测量上报和控制等功能仅存在一个MAC实体LTE控制面eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCP3G中控制平面不存在PDCP协议栈，由RLC层提供无线信令承载SRBRLC层依然提供TM/UM/AM三种传输模式3G中UM/AM传输模式下的加密由RLC层实现，TM模式下的加密由MAC层实现3G中含有多个MAC实体：MAC-b,MAC-c/sh,MAC-d,MAC-hs与3G的异同HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptUu口用户面协议栈安全方面的功能，用户面的加密和解密功能由PDCP子层完成仅存在一个MAC实体LTE用户面3G中PDCP层仅用于承载PS业务，广播和多播业务由BMC层协议承载3G中用户数据的加密和解密由RLC和MAC层完成3G中含有多个MAC实体：MAC-b,MAC-c/sh,MAC-d,MAC-hsRLC层依然提供TM/UM/AM三种传输模式与3G的异同eNBPHYUEPHYMACRLCMACPDCPPDCPRLCHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptS1接口协议栈UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与eNB之间的用户平面PDUS1用户面主要功能为:在S1接口目标节点中指示数据分组所属的SAE接入承载；移动性过程中尽量减少数据的丢失；错误处理机制；MBMS支持功能；分组丢失检测机制；控制层为了可靠的传输信令消息，在IP层之上添加了SCTPS1控制面主要功能：EPC承载服务管理功能；S1接口UE上下文释放功能；ACTIVE状态下UE的移动性管理功能S1接口的寻呼；NAS信令传输功能；漫游于区域限制支持功能；NAS节点选择功能；初始上下文建立过程；S1接口HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptX2接口协议栈X2接口用户面提供eNB之间的用户数据传输功能X2-U接口协议栈与S1-U接口协议栈完全相同LTE系统X2接口的定义采用了与S1接口一致的原则X2接口应用层协议主要功能：支持LTE_ACTIVE状态下UE的LTE接入系统内的移动性管理功能；X2接口自身的管理功能，如错误指示、X2接口的建立与复位，更新X2接口配置数据等；负荷管理功能。X2接口HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt系统消息（36.331）系统消息的组成MasterInformationBlock(MIB)多个SystemInformationBlocks(SIBs)MIB承载于BCCH→BCH→P-BCH上包括有限个用以读取其他小区信息的最重要、最常用的传输参数（系统带宽，系统帧号，PHICH配置信息）时域：在第一个子帧的第二个时隙的前4个符号，以10ms为周期重传4次频域：位于系统带宽中央的72个子载波LTE系统消息HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt系统消息（36.331）SIBs除MIB以外的系统消息，包括SIB1-SIB12除SIB1以外，SIB2-SIB12均由SI(SystemInformation)承载SIB1是除MIB外最重要的系统消息，固定以20ms为周期重传4次，即SIB1在每两个无线帧（20ms）的子帧#5中重传（SFNmod2=0，SFNmod8≠0）一次，如果满足SFNmod8=0时，SIB1的内容可能改变，新传一次。SIB1和所有SI消息均传输在BCCH→DL-SCH→PDSCH上SIB1的传输通过携带SI-RNTI（SI-RNTI每个小区都是相同的）的PDCCH调度完成SIB1中的SchedulingInfoList携带所有SI的调度信息，接收SIB1以后，即可接收其他SI消息LTE系统消息HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt各系统消息作用系统消息功能说明HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt系统消息信令流程系统消息获取UE通过E-UTRAN广播消息获取AS和NAS系统消息此过程适用于RRC-IDLE和RRC_CONNECTED状态开机选网和小区重选时切换完成或从另一个RAT切换到E-UTRAN时重新返回覆盖区域时当系统消息改变时当出现接收ETWS指示时uponreceivingarequestfromCDMA2000upperlayersuponexceedingthemaximumvalidityduration(3h)E-UTRANMasterInformationBlockUESystemInformationBlockType1SystemInformationHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt3GPP各状态间转换HandoverCELL_PCHURA_PCHCELL_DCHUTRA_IdleE-UTRARRC_CONNECTEDE-UTRARRC_IDLEGSM_Idle/GPRSPacket_IdleGPRSPackettransfermodeGSM_ConnectedHandoverReselectionReselectionReselectionConnectionestablishment/releaseConnectionestablishment/releaseConnectionestablishment/releaseCCO,ReselectionCCOwithoptionalNACCCELL_FACHCCO,Reselection各系统状态转移图HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptUE各状态说明状态行为RRC_IDLEPLMN选择NAS配置的DRX过程系统信息广播和寻呼邻小区测量小区重选的移动性UE获取1个TA区内的唯一标识eNodeB内无终端上下文RRC_CONNECTED网络侧有UE的上下文信息网络侧知道UE所处小区网络和终端可以传输数据网络控制终端的移动性邻小区测量存在RRC连接:UE可以从网络侧收发数据监听共享信道上指示控制授权的控制信令UE可以上报信道质量给网络侧UE可以根据网络配置进行DRXRRC状态HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptRRC信令消息简化RadioBearerSetup（无线承载建立）RadioBearerRelease（无线承载释放）RadioBearerReconfiguration（无线承载重配置）TransportChannelReconfiguration（传输信道重配置）TransportFormatCombinationControl（传输格式组合控制）PhysicalChannelReconfiguration（物理信道重配置）MeasurementControl（测量控制）RRCConnectionReconfiguration（RRC连接重配置）RRC信令简化HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18ptLTE中的承载RadioBearer承载空口RRC信令和NAS信令S1Bearer承载eNB与MME间S1-AP信令NAS消息也可作为NASPDU附带在RRC消息中发送P-GWS-GWPeerEntityUEeNBEPSBearerRadioBearerS1BearerEnd-to-endServiceExternalBearerRadioS5/S8InternetS1E-UTRANEPCGiE-RABS5/S8BearerHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt标准QCI属性QCI资源类型优先级数据包时延数据包丢包率典型业务1GBR2100ms10-2会话语音24150ms10-3会话视频（直播要求）3350ms10-3实时游戏45300ms10-6非会话视频（缓冲流要求）5Non-GBR1100ms10-6IMS信令66300ms10-6语音（缓冲流要求）、基于TCP的业务（如：、e-mail、chat、ftp、p2pfilesharing、progressivevideo等）77100ms10-3语音、视频（直播流要求）、交互式游戏88300ms10-6语音（缓冲流要求）、基于TCP的业务（如：、e-mail、chat、ftp、p2p文件共享、progressivevideo等）99QCI是EPS承载最重要的QoS参数之一，它是一个数量等级，代表了EPS应该为这个SDF提供的QoS特性，每个SDF都与且仅与一个QCI相关联。与相同IP-CAN会话相对应的多个SDF，若具有相同的QCI和ARP值，可以作为一个单独的业务集合来处理，这就是SDF集合。下表给出了EPS系统定义的标准QCI属性，所有的QCI属性均可由运营商根据实际需求预配置在eNodeB上，这些参数决定了无线侧承载资源的分配。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential35pt32pt):18pt无线承载分类数据承载为DRB，通过eNB为其分配的PDSCH来承载信令承载通过SRB，LTE中有三类SRBSRB0：承载RRC消息，映射到CCCH信道SRB1：承载RRC消息，也可承载NAS消息，映射到DCC